1 Departamentul de Medicină Clinică, Spitalul Universitar Pedro Ernesto, Universitatea de Stat din Rio de Janeiro, Avenida 28 de Setembro, 77 Camera 329, 20551-030, Rio de Janeiro, RJ, Brazilia

Abstract

Mulți factori au fost implicați în patogeneza hipertensiunii, inclusiv modificări ale concentrațiilor intracelulare de calciu, sodiu, potasiu și magneziu. Există o corelație inversă semnificativă între magneziul seric și incidența bolilor cardiovasculare. Magneziul este un mineral cu funcții importante în organism, cum ar fi efectul antiaritmic, acțiunile în tonusul vascular, contractilitatea, metabolismul glucozei și homeostazia insulinei. În plus, concentrațiile mai mici de magneziu sunt asociate cu stresul oxidativ, starea proinflamatorie, disfuncția endotelială, agregarea trombocitelor, rezistența la insulină și hiperglicemia. Rezultatele contradictorii ale studiilor care evaluează efectele suplimentelor de magneziu asupra tensiunii arteriale și a altor rezultate cardiovasculare indică faptul că acțiunea magneziului în sistemul vascular este prezentă, dar nu este încă stabilită. Prin urmare, această suplimentare minerală nu este indicată ca parte a tratamentului antihipertensiv și sunt necesare studii suplimentare pentru a clarifica mai bine rolul magneziului în prevenirea și tratamentul bolilor cardiovasculare.

1. Introducere

Hipertensiunea primară este cea mai frecventă formă de creștere a tensiunii arteriale a cărei cauză rămâne necunoscută. Cu toate acestea, în patogenia sa au fost implicați mulți factori, cum ar fi sistemul renină-angiotensină-aldosteron și hiperactivarea sistemului nervos simpatic. În plus, modificările ionilor intracelulari precum calciu, sodiu, potasiu și magneziu au fost, de asemenea, legate de hipertensiunea arterială.

În ultimii ani, prevalența hipertensiunii arteriale este de aproximativ 25-30% în țările dezvoltate [1] și au fost propuse mai multe tratamente pentru controlul TA și prevenirea apariției acesteia. Printre diferitele studii referitoare la tratamentele non-farmacologice, este necesară schimbarea stilului de viață prin includerea activității fizice regulate și a obiceiurilor alimentare sănătoase.

Studiile observaționale au arătat că o dietă bogată în potasiu, magneziu și calciu, prezentă în principal în fructe și legume, este asociată cu o incidență și o mortalitate mai mici din cauza bolilor cardiovasculare [2]. În special, magneziul a fost ținta multor studii [3], având în vedere că există o corelație inversă semnificativă între nivelurile serice de magneziu și incidența bolilor cardiovasculare [4]. În plus, pacienții hipertensivi prezintă, în general, concentrații intracelulare reduse de magneziu, în timp ce conținutul de sodiu și calciu este adesea crescut comparativ cu subiecții normotensivi [5, 6].

Recomandarea dietetică (alocații dietetice recomandate/DZR) pentru magneziu este de 400 până la 420 mg pe zi pentru bărbații adulți și 310 până la 320 mg pe zi pentru femeile adulte. Cu toate acestea, consumul este cu mult sub această recomandare, iar prevalența ridicată a acestui deficit a fost asociată cu mai multe boli cronice. Magneziul se găsește în majoritatea alimentelor, dar în concentrații diferite. Legumele cu frunze, nucile, cerealele integrale, fructele și leguminoasele sunt considerate alimente cu concentrații ridicate de magneziu [7].

Pentru a strânge mai multe informații despre asocierea magneziului cu bolile cardiovasculare, am efectuat o revizuire narativă a literaturii prin baza de date PubMed cu următorul descriptor: magneziu, magneziu intracelular, hipertensiune arterială, rigiditate arterială și funcție endotelială. Am inclus recenzii narative, protocoale experimentale și studii controlate în ultimii 15 ani (1996-2011), iar rapoartele de caz au fost excluse.

2. Funcții fiziologice și acțiuni fiziopatologice ale magneziului

Mineralul magneziu este al doilea cation intracelular cel mai abundent și este implicat în mai multe reacții biochimice importante [8]. Se știe că magneziul are efect antiaritmic și poate influența nivelul tensiunii arteriale prin modularea tonusului vascular. Modificările conținutului de magneziu extracelular sunt capabile să modifice producția și eliberarea de oxid nitric (NO), rezultând alterarea tonusului muscular neted arterial prin afectarea concentrațiilor de calciu. Magneziul participă, de asemenea, la metabolismul glucozei și la homeostazia insulinei. Din aceste motive, s-a sugerat că deficiența de magneziu sau modificările metabolismului său sunt legate de fiziopatologia hipertensiunii, aterosclerozei, rezistenței la insulină și diabet (Figura 1) [9].

tensiunii arteriale

Rolul magneziului și calciului în fiziopatologia hipertensiunii, diabetului zaharat și aterosclerozei.

Nivelurile crescute de magneziu extracelular inhibă influxul de calciu. În schimb, magneziul extracelular redus activează fluxul de calciu prin canalele de calciu. Concentrațiile scăzute de magneziu intracelular stimulează mobilizarea calciului intracelular mediată de inozitol-trisfosfat (IP3-) și reduc activitatea Ca 2+ -ATPaza. Astfel, efluxul de calciu și recaptarea de calciu reticular sarcoplasmatic sunt reduse, ducând la acumularea citosolică de calciu și la creșterea concentrației intracelulare de calciu, care este un factor crucial pentru vasoconstricție. Creșterea nivelului intracelular de magneziu are ca rezultat scăderea concentrației intracelulare de calciu liber care promovează vasodilatația [10]. Acțiunea magneziului ca blocant al canalelor de calciu poate ajuta, de asemenea, la reducerea eliberării de calciu și, astfel, la reducerea rezistenței vasculare. În plus, magneziul activează și pompa Na-K ATPase care controlează echilibrul acestor minerale contribuind la homeostazia electroliților din celule [11].

Concentrații mai mici de magneziu par a fi asociate cu HDL-colesterol seric redus, împreună cu niveluri crescute de colesterol LDL și trigliceride [9]. În plus, deficiența acestui mineral a fost legată anterior de stresul oxidativ, starea proinflamatorie, disfuncția endotelială, agregarea trombocitelor, rezistența la insulină și hiperglicemia [12].

Nivelurile ridicate de magneziu pot crește producția de adenozin trifosfat (ATP) și utilizarea intracelulară a glucozei, deoarece magneziul acționează ca un cofactor al tuturor reacțiilor care implică transferul de ATP [13]. Insulina pare a fi unul dintre cei mai importanți factori care reglează concentrațiile plasmatice și de magneziu intracelular. S-a sugerat că o pompă dependentă de ATPază este implicată în mecanismul prin care insulina reglează conținutul de magneziu eritrocitar [14]. Pe de altă parte, magneziul intracelular poate juca un rol în modularea absorbției de glucoză și a tonusului vascular mediate de insulină. Pierderile urinare reduse de magneziu au fost implicate într-un control mai bun al metabolismului [15]. Nivelurile scăzute de plasmă și de magneziu intracelular pot contribui la reducerea sensibilității la insulină. De fapt, supresia concentrațiilor intracelulare de magneziu liber este cunoscută pentru a reduce utilizarea glucozei celulare și, astfel, pentru a promova rezistența la insulină periferică ca defect postreceptor [16].

În ceea ce privește homeostazia insulinei, există o ipoteză că există o secreție crescută de insulină și adrenalină în hipomagneziemie pentru a menține concentrația de magneziu și cAMP (3 ′, 5′-adenozină monofosfat ciclic) [17]. Mai mult, concentrația intracelulară de magneziu pare a fi dependentă de nivelul extracelular, iar afluxul său prin canalul de calciu este dependent de tensiune. Magneziul extracelular poate inhiba competitiv canalele de calciu și poate determina secreția redusă de insulină. Această inhibiție nu are loc atunci când nu există magneziu în spațiul extracelular, rezultând o secreție mai mare de insulină [18].

Unele studii sugerează rolul posibil al magneziului intracelular asupra activității de regulator al principalelor canale de comunicare ale membranei celulare, sugerând că poate exista o asociere între modificările conținutului intracelular al ionilor induse de suplimentarea cu magneziu și efectele sale antihipertensive [19].

3. Magneziu și tensiune arterială

Modele experimentale de hipertensiune au fost asociate cu niveluri reduse de magneziu în ser și țesut. La șobolanii hipertensivi spontan (SHR), o creștere a tensiunii arteriale apare de la vârsta adulților tineri, în jur de 12 până la 16 săptămâni de viață, fiind atribuită unei componente genetice asemănătoare hipertensiunii umane esențiale [20]. În SHR și, de asemenea, în modelul DOCA-sare, s-au observat niveluri reduse de magneziu intracelular în celulele musculare netede și cardiomiocite.

Suplimentarea cu magneziu a avut un efect antihipertensiv redus la SHR la adulți cu hipertensiune arterială bine stabilită. De fapt, efectul suplimentării a fost pozitiv doar la animalele mai tinere, atunci când a început în faza prehipertensivă, prevenind sau cel puțin atenuând dezvoltarea hipertensiunii [21]. Această constatare sugerează un efect mai protector al magneziului suplimentar, care poate preveni sau încetini creșterea tensiunii arteriale într-un stadiu incipient de hipertensiune.

În alte studii experimentale, deficiența de magneziu a fost asociată cu creșterea tensiunii arteriale la animalele normotensive anterioare, iar suplimentarea cu magneziu a reușit să inverseze această afecțiune. Cu toate acestea, studiile clinice privind suplimentarea cu magneziu la pacienții hipertensivi prezintă rezultate divergente. Unele studii demonstrează niveluri serice scăzute de magneziu la pacienții hipertensivi în comparație cu subiecții normotensivi, iar nivelul tensiunii arteriale scade după suplimentarea cu magneziu [3], deși alte studii nu au confirmat această constatare. Din acest motiv, deși se recomandă aportul adecvat de magneziu prin dietă, suplimentarea acestui mineral nu este indicată ca parte a tratamentului antihipertensiv [22, 23].

Studiile experimentale, clinice și epidemiologice au observat o relație inversă strânsă între aportul alimentar sau suplimentarea cu magneziu și nivelul tensiunii arteriale, indicând rolul potențial al deficitului de magneziu în patogeneza hipertensiunii esențiale [24], dar mecanismul este neclar. Efectele magneziului asupra creșterii și inflamației celulelor musculare netede pot fi importante.

De asemenea, a fost raportată o relație între sistemul renin-angiotensină, magneziu și tensiunea arterială. Pacienții hipertensivi cu activitate ridicată a reninei au niveluri serice de magneziu mai scăzute decât subiecții normotensivi, iar activitatea reninei plasmatice este invers asociată cu magneziul seric [25]. Pacienții hipertensivi fără control al tensiunii arteriale pot prezenta hipomagneziemie. Hatzistavri și colegii săi au arătat că suplimentarea cu magneziu a fost asociată cu o ușoară reducere a nivelului tensiunii arteriale de 24 de ore la pacienții cu hipertensiune arterială ușoară [3], care poate fi evaluată prin monitorizarea ambulatorie a tensiunii arteriale [26]. Pe de altă parte, un studiu care compară relația dintre magneziul seric, disfuncția vasculară, hipertensiunea arterială și ateroscleroza nu a arătat rezultate suficiente pentru a susține această asociere, indicând faptul că magneziul seric scăzut nu poate fi considerat un factor de risc pentru dezvoltarea acestor afecțiuni [27]. ].

4. Magneziu și structură vasculară

Hipertensiunea este, de asemenea, asociată cu modificări nefavorabile ale proprietăților elastice ale arterelor mari. Unele studii au arătat rolul prognostic independent al rigidității arteriale în evenimentele cardiovasculare la pacienții hipertensivi, care poate fi evaluat prin măsurători ale vitezei undei pulsului (PWV) [33-35]. Cu toate acestea, există câteva studii care arată până acum influența magneziului în această stare. Van Laecke și colegii săi au raportat că hipomagneziemia serică asociată cu hipertensiune arterială, disfuncție endotelială, dislipidemie și inflamație poate afecta rigiditatea vasculară la pacienții supuși transplantului de rinichi, deoarece magneziul seric scăzut a fost asociat independent cu PWV evaluat de SphygmoCor [36]. Într-un studiu experimental de evaluare a structurii arterei carotide la șobolani, deficiența de magneziu a fost asociată cu remodelarea vasculară hipertrofică, care a fost atenuată prin suplimentarea acestui ion. Aceste constatări sugerează că deficiența de magneziu modifică proprietățile mecanice vasculare la animalele tinere și poate fi un mecanism implicat în patogeneza hipertensiunii arteriale, aterosclerozei și a altor boli cardiovasculare [37].

Alte mecanisme posibile de acțiune a magneziului sunt antiinflamatorii, antioxidante și modularea proprietăților de creștere celulară. De fapt, producția de specii reactive de oxigen este de obicei crescută în vasculatura pacienților hipertensivi, iar implicarea magneziului ar putea apărea prin reducerea inflamației și a stresului oxidativ [38]. Magneziul are proprietăți antioxidante care ar putea atenua efectele dăunătoare ale stresului oxidativ asupra vasculaturii, prevenind astfel creșterea tonusului vascular și a contractilității [39].

5. Magneziu și funcția vasculară

Disfuncția endotelială se referă la un dezechilibru în producția endotelială a mediatorilor care reglează tonusul vascular, agregarea trombocitelor, coagularea și fibrinoliza. Există o înrăutățire a relaxării dependente de endoteliu, care poate fi cauzată atât de pierderea biodisponibilității NO, cât și de modificările producției de alte substanțe vasoactive derivate din endoteliu, în principal endotelina-1 și angiotensina II.

Rolul magneziului în disfuncția endotelială a fost discutat în altă parte. Într-adevăr, s-a raportat că magneziul modifică tonusul vascular prin reglarea funcțiilor endoteliului și a celulelor musculare netede, împreună cu un rol important în calea clasică a eliberării de NO. Experimentele la animale au arătat, de asemenea, o producție crescută de prostaciclină și NO de către magneziu, promovând vasodilatația independentă de endoteliu și dependentă de endoteliu [40].

Rezistența vasculară periferică poate fi modificată de magneziu, de asemenea, prin reglarea răspunsurilor la agenții vasoactivi, în special angiotensina II, endotelina și prostaciclină. Animalele cu deficit de magneziu au prezentat niveluri ridicate de endotelină-1, ale căror valori au fost reduse după suplimentarea acestui mineral [41].

Un studiu care a urmat peste 90.000 de femei aflate în postmenopauză a arătat că aportul dietetic de magneziu a fost invers asociat cu concentrațiile plasmatice de markeri inflamatori precum interleukina-6, proteina C reactivă (CRP) și factorul de necroză tumorală.-α [7]. Același studiu a subliniat că aportul de magneziu ar putea îmbunătăți disfuncția endotelială și inflamația și ar putea juca un rol în prevenirea sindromului metabolic.

Există câteva studii care demonstrează relația dintre suplimentarea cu magneziu, funcția endotelială, rigiditatea arterială și grosimea intima-media carotidă. Unele rapoarte indică efectele benefice ale suplimentării cu magneziu în îmbunătățirea funcției endoteliale în artera brahială la pacienții cu boală coronariană [42], insuficiență cardiacă [43] și diabet zaharat [44], în timp ce altele arată rezultatul favorabil al suplimentării cu magneziu prin îmbunătățire de sensibilitate la insulină [45, 46].

6. Suplimentarea cu magneziu

Magneziul poate fi suplimentat în diferite moduri, cum ar fi oxidul, hidroxidul, chelatul, sulfatul și citratul. Sulfatul de magneziu, de exemplu, poate fi utilizat ca terapie anticonvulsivantă în preeclampsie datorită acțiunii sale neuroprotectoare și a unui posibil rol în reglarea tonusului vascular [47].

Unele studii au arătat scăderea tensiunii arteriale după suplimentarea cu magneziu. Administrarea de oxid de magneziu (400 mg zilnic) timp de opt săptămâni la pacienții cu hipertensiune arterială poate reduce nivelul tensiunii arteriale, iar această reducere a fost deja detectată în măsurătorile de birou și prin monitorizarea ambulatorie a tensiunii arteriale [29]. Un studiu efectuat pe 48 de subiecți a demonstrat că 600 mg de pidolat de magneziu pe zi a reușit să reducă nivelul tensiunii arteriale la pacienții suplimentați în comparație cu grupul fără suplimente [3]. Aceeași doză de supliment a fost, de asemenea, asociată cu reducerea colesterolului total seric, colesterolului LDL și a trigliceridelor și îmbunătățirea rezistenței la insulină.

Haenni și colegii săi au raportat efecte pozitive ale suplimentării cu magneziu pentru a confirma relația dintre metabolismul acestui mineral și modificarea funcției endoteliale, prezentând vasodilatație crescută dependentă de endoteliu după perfuzia de magneziu [48]. Mai mult, un alt studiu a arătat că suplimentarea cronică cu magneziu a reușit să îmbunătățească funcția endotelială la pacienții cu boală coronariană [42]. Unele rezultate pozitive și negative după suplimentarea cu magneziu sunt prezentate în tabelul 1. O meta-analiză a evidențiat o corelație cauzală slabă între suplimentarea cu magneziu și reducerea tensiunii arteriale și au fost necesare studii dublu-orb controlate cu placebo pentru a determina efectul suplimentării cu magneziu asupra rezultatelor cardiovasculare. [49].

7. Concluzii

Magneziul este un mineral cu funcții importante în organism și este important ca nivelurile lor să fie adecvate. Rezultatele contradictorii ale studiilor care evaluează efectele suplimentelor de magneziu asupra tensiunii arteriale și a altor rezultate cardiovasculare indică faptul că acțiunea magneziului în sistemul vascular este prezentă, dar nu este încă stabilită. Cu siguranță, lipsa concluziilor definitive datorită eterogenității populațiilor de studiu cu profiluri clinice diferite și severității bolii, lipsei de standardizare a tipului de supliment și a dozei și, în cele din urmă, timp foarte scurt de tratament, cel mai adesea între una și trei luni, sunt factori care contribuie la dificultatea de a atinge obiectivele primare. Pe baza studiilor recente, deși nu putem face afirmații categorice, se pare că magneziul este mai implicat în modificările funcționale vasculare și, de asemenea, în stabilitatea metabolică locală, fără influență asupra structurii vasculare. Prin urmare, au fost necesare studii suplimentare pentru a evalua riscul de deficit de magneziu și efectele care trebuie luate în considerare în această suplimentare minerală.

Probabil cel mai important punct este acela de a defini o populație de studiu mai omogenă, având în vedere același sex și vârstă, doză și tip de supliment, precum și o perioadă mai lungă de suplimentare. După rezolvarea acestor preocupări, va fi posibil să se clarifice rolul magneziului în prevenirea și tratamentul bolilor cardiovasculare.

Referințe